[发明专利]蜂窝形状陶瓷多孔体、其制造方法，以及蜂窝形状陶瓷分离膜结构体

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制造具有耐压性的分离层的蜂窝形状陶瓷多孔体、其制造方法、以及具有分离层的蜂窝形状陶瓷分离膜结构体。

背景技术

近年来，为了从多成分的混合物(混合流体)选择性地只回收特定的成分，采用了陶瓷制的过滤器。陶瓷制的过滤器与有机高分子制的过滤器相比，机械性强度、耐久性、耐腐蚀性等优异，因而在水处理、排气处理、或者医药、食品领域等广泛的领域中，适于液体、气体中的混浊物质、细菌、粉尘等的去除。

在这种陶瓷制的过滤器中，为了既确保分离性能，又提高水透过性能，需要增大膜面积(分离膜的面积)，因此，优选呈蜂窝形状。此外，蜂窝形状的过滤器(蜂窝形状陶瓷分离膜结构体)与管状的相比，具有难以弯折、实现了低成本化等优越性。所谓蜂窝形状陶瓷分离膜结构体：在大部分情况下外形为圆柱形，具备内部具有形成于其轴方向的多个平行流路(称为孔单元)的多孔质的基材，而且形成孔单元的内壁上形成有与该多孔质的基材相比孔径较小的分离膜孔单元。

蜂窝形状陶瓷分离膜结构体(微滤膜、超滤膜、渗透汽化膜、气体分离膜、逆渗透膜)优选在运转时施加较高的压力，来增大透过流量。特别是，超滤、气体分离、逆渗透膜中，分离膜的透过系数小，因而需要施加较高的运转压力进行分离精制。专利文献1报告了一种具有0.5～30μm的沸石膜厚的耐压性的沸石分离膜。

此外，专利文献2公开了一种提高了透过流量的交叉流动的过滤装置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第3128517号公报

专利文献2：日本特公平6-016819号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，在以往的蜂窝形状陶瓷分离膜结构体中，若为了增大透过流量而提高运转压力，则存在分离膜等发生开裂，分离性能下降的问题。此外，若如专利文献1那样多孔质基材为自身烧结型，则烧成温度较高，成本变高。专利文献2中，从透过流量的观点来规定分离膜的形状，但对于强度，没有特别公开。

本发明的课题在于提供一种用于制造与以往相比在高运转压力下分离性能不下降的蜂窝形状陶瓷分离膜结构体的蜂窝形状陶瓷多孔体、其制造方法，以及蜂窝形状陶瓷分离膜结构体。

解决课题的手段

发明人们发现，通过在中间层上的最表面具有含有氧化铝的氧化铝表面层，能解决上述课题。即，根据本发明，能提供如下的蜂窝形状陶瓷多孔体、其制造方法，以及蜂窝形状陶瓷分离膜结构体。

[1]一种蜂窝形状陶瓷多孔体，其具有：蜂窝形状的基材，所述蜂窝形状的基材具有由形成有多个细孔的多孔质的陶瓷构成的隔壁，通过该隔壁形成有多个孔单元，所述孔单元贯通陶瓷多孔体，成为流体的流路；中间层，该中间层配置于所述基材的表面，所述中间层由形成有多个细孔的多孔质的陶瓷构成，且所述中间层的平均孔径比所述基材的表面的平均孔径小；以及氧化铝表面层，该氧化铝表面层形成于所述中间层的最表面，且含有氧化铝。

[2]如上述[1]所述的蜂窝形状陶瓷多孔体，所述氧化铝表面层由粒径为0.4～3μm的氧化铝颗粒形成。

[3]如上述[1]或[2]所述的蜂窝形状陶瓷多孔体，所述氧化铝表面层含有镁成分。

[4]如上述[1]～[3]中任一项所述的蜂窝形状陶瓷多孔体，所述氧化铝表面层含有镁系化合物。

[5]如上述[4]所述的蜂窝形状陶瓷多孔体，其中所述镁系化合物中含有的镁的量，使所述氧化铝表面层中(Mg/(Mg+Al))×100为30质量％以下。

[6]如上述[1]～[5]中任一项所述的蜂窝形状陶瓷多孔体，所述基材以及所述中间层的至少一方的一部分的骨料颗粒之间通过无机粘结成分粘合。

[7]一种蜂窝形状陶瓷分离膜结构体，在上述[1]～[6]中任一项所述的蜂窝形状陶瓷多孔体的所述氧化铝表面层的表面上，具有分离混合流体的分离层。

[8]如上述[7]所述的蜂窝形状陶瓷分离膜结构体，所述蜂窝形状陶瓷分离膜结构体的分离性能保持强度为6MPa以上，所述分离性能保持强度是通过加压，所述分离层上不会产生缺陷，不引起分离性能下降的最大压力。

[9]如上述[7]或[8]中所述的蜂窝形状陶瓷分离膜结构体，所述分离层是为了选择性分离二氧化碳而使用的气体分离膜。

[10]如上述[7]～[9]中任一项所述的蜂窝形状陶瓷分离膜结构体，所述分离层由沸石形成。